CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ, VẬN HÀNH CÔNG TRÌNH THỦY LỢI 1.1 Khái niệm, đặc điểm công trình thủy lợi Công trình thủy lợi là công trình hạ tầng kỹ thuật thủy lợi bao gồm đập, hồ chứa nước, cống, trạm bơm, hệ thống dẫn, chuyển nước, đê, kè, bờ bao thủy lợi và công trình khác phục vụ quản lý, khai thác thủy lợi. Nhiệm vụ chủ yếu của các công trình thuỷ lợi là làm thay đổi, cải biến trạng thái tự nhiên dòng chảy của sông, hồ, biển, nước ngầm để sử dụng nước một cách hợp lý có lợi nhất và bảo vệ môi trường xung quanh tránh khỏi những tác hại của dòng nước gây nên. Công trình thuỷ lợi có thể làm hình thành dòng chảy nhân tạo để thoả mãn nhu cầu dùng nước, khi dòng chảy tự nhiên ở nơi đó không đủ hoặc không có [1]. - Theo chức năng của công trình có thể phân biệt: Công trình ngăn nước Loại công trình này dùng để chắn, ngăn nước, làm cho nước được dâng cao ở một phía của nó (gọi là phía thượng lưu) để thoả mãn yêu cầu trữ nước vào hồ, lấy nước vào kênh mương hay tạo đầu nước cho phát điện.
Cũng có trường hợp ngăn chắn nước là để bảo vệ phía mực nước thấp (gọi là phía hạ lưu) như đối với các đê sông, đê biển để ngăn nước, các cống ngăn lũ, ngăn triều… Đặc điểm của các công trình ngăn nước là tạo ra sự chênh lệch mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu đập. Hiệu số cao độ mực nước thượng lưu và hạ lưu đập được gọi là cột nước công tác. Tác dụng của cột nước công tác lên công trình thể hiện ở các mặt sau: + Gây ra lực đẩy ngang từ thượng lưu về hạ lưu làm cho công trình có thể bị mất ổn định về trượt, lật. + Tạo ra dòng thấm qua công trình hay luồn dưới đáy và hai bên vai công trình.
Dòng thấm trong môi trường có lỗ rỗng (đất, đá nứt nẻ…) ở thân công trình hay nền và hai vai công trình có thể gây ra các tác động bất lợi như: làm mất nước hồ (khi phía thượng lưu là hồ chứa); gây ra áp lực thấm làm giảm ổn định của công trình. Dòng 5 thấm cũng có thể gây ra các biến hình thấm cục bộ hay tổng thể, làm hư hỏng công trình, trong trường hợp này người ta gọi là công trình bị mất ổn định về thấm. + Trong một số trường hợp, nước thấm ra hạ lưu có thể gây ra lầy hoá một khu vực rộng lớn, có thể gây sạt lở bờở hạ lưu và phá vỡ chế độ khai thác đất bình thường ở khu vực này. + Dạng phổ biến của công trình ngăn nước là các loại đập (đập đất, đập đá, đập bê tông và các loại đập khác).
Với các cống lấy nước hay điều tiết nước, khi van đóng cũng tạo ra cột nước chênh lệch thượng hạ lưu và như vậy công trình này cũng làm việc như đập. Công trình điều chỉnh dòng chảy Loại công trình này, như tên gọi của nó, có chức năng điều chỉnh dòng chảy trong sông, làm thay đổi hướng chảy, trạng thái dòng chảy theo hướng có lợi cho việc lấy nước, giao thông thuỷ, hoặc bảo vệ lòng sông, bờ sông khỏi xói lở. Thuộc loại công trình điều chỉnh dòng chảy bao gồm các loại đê, đập mỏ hàn, kè bảo vệ bờ, tường chắn cát ở đáy và các công trình lái dòng đặc biệt. Trong đó có những công trình chỉcó tác dụng bảo vệ bờ không có tác dụng lái dòng chảy như kè bảo vệ mái dốc… Các công trình điều chỉnh dòng chảy thường không làm dâng cao mực nước, không tạo ra cột nước chênh lệch.
Tác dụng của nước lên công trình thường chỉ là tác dụng của dòng chảy gây ra hiện tượng xói và sóng làm cuốn trôi, hư hỏng các lớp bảo vệ bề mặt. Ngoài ra đối với các kè bảo vệ bờ, khi nước sông rút nhanh, áp lực nước thấm từ bờ ra cũng có thể gây mất ổn định thân kè. Công trình dẫn nước Các công trình này có chức năng dẫn nước nhằm thoả mãn các yêu cầu khác nhau như tưới, cấp nước cho các hộ dân dụng và công nghiệp, dẫn nước phát điện, tiêu thoát nước thừa và nước thải… 6 Thuộc loại này bao gồm các hệ thống kênh, máng hở và hệ thống đường ống (kín). Kênh hở là một loại công trình dẫn nước phổ biến nhất với năng lực dẫn nước đến hàng nghìn m³/s.
Kênh có thể đào trong đất, đá, có thể có các đoạn đục xuyên qua núi (đườnghầm), có đoạn được gia cố bằng vật liệu kiên cố như bêtông cốtthép, xi măng lưới thép (kênhmáng). Trên hệ thống kênh hở thường có các công trình đi kèm để bảo vệ kênh, điều tiết nước trong kênh và chuyển tiếp nước khi kênh gặp các vật chướng ngại như sông suối, đường giao thông, kênh khác. Đường ống là loại công trình dẫn nước có mặt cắt kín. Đường ống có thể bố trí lộ thiên hoặc ngầm dưới đất.
Vật liệu làm ống có thể là thép, bê tông cốt thép, nhựa tổng hợp… So với kênh hở thì đường ống có lưu lượng dẫn nước hạn chế hơn (do mặt cắt bị giới hạn). Tuy nhiên dẫn nước bằng đường ống có lợi thế là giảm bớt được các công trình trên hệ thống. Trường hợp ống đặt ngầm thì giảm được rất đáng kể diện tích chiếm đất, đây cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn hình thức công trình dẫn nước. Trong hệ thống thủy lợi thường dùng cả hai loại kênh chảy bằng trọng lực và động lực.
Điều kiện để dẫn nước trong hệ thống kênh hay ống chảy bằng trọng lực (tự chảy) là phải có chênh lệch cột nước giữa hai đầu kênh hay ống. Cột nước này được tạo ra do chênh lệch cao độ địa hình giữa hai đầu kênh hay ống. Đối với hệ thống ống thì cột nước cũng có thể tạo được nhờ động lực (máy bơm). Công trình chuyên môn Ngoài các công trình phổ biến đã nêu ở trên thì cũng có những công trình có đặc điểm riêng, được xây dựng cho những mục đích nhất định, được liệt vào loại công trình chuyên môn như: - Công trình trạm thuỷ điện: nhà máy thuỷ điện, bể áp lực, tháp điều áp, kênh xả… 7 - Công trình giao thông thuỷ: âu thuyền, công trình nâng tàu, đường chuyển gỗ, bếncảng.
- Công trình thuỷ nông: hệ thống tưới, tiêu, thoát nước trên đồng ruộng… - Công trình cấp, thoát nước: công trình lấy nước, xử lý nước, trạm bơm, hệ thống đường dẫn và tháo nước… - Công trình thuỷ sản: hồ nuôi cá, đường chuyển cá… - Công trình đồng muối: hệ thống điều tiết, cấp thoát nước mặn… 1.2 Vai trò của công trình thủy lợi 1.1 Những ảnh hưởng tích cực Nền kinh tế của đất nước ta là nền kinh tế nông nghiệp, độc canh lúa nước. Vì vậy nền kinh tế nước ta phụ thuộc rất nhiều vào thiên nhiên, nếu như thơi tiết khí hậu thuận lợi thì đó là môi trường thuận lợi để nông nghiệp phát triển nhưng khi gặp những thời kỳ mà thiên tai khắc nghiệt như hạn hán, bão lụt thì sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đối với đời sống của nhân dân ta đặc biệt đối với sự phát triển của cây lúa, bởi vì lúa là một trong những mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nước ta. Vì vậy mà hệ thống thuỷ lợi có vai trò tác động rất lớn đối với nền kinh tế của đất nước ta như: Tăng diện tích canh tác cũng như mở ra khả năng tăng vụ nhờ chủ động về nước, góp phần tích cực cho công tác cải tạo đất. Nhờ có hệ thống thuỷ lợi mà có thể cung cấp nước cho những khu vực bị hạn chế về nước tưới tiêu cho nông nghiệp đồng thời khắc phục được tình trạng khi thiếu mưa kéo dài và gây ra hiện tượng mất mùa mà trước đây tình trạng này là phổ biến.
Mặt khác nhờ có hệ thống thuỷ lợi cung cấp đủ nước cho đồng ruộng từ đó tạo ra khả năng tăng vụ, vì hệ số quay vòng sử dụng đất tăng từ 1,3 lên đến 2-2,2 lần đặc biệt có nơi tăng lên đến 2,4-2,7 lần. Nhờ có nước tưới chủ động nhiều vùng đã sản xuất được 4 vụ. Trước đây do hệ thống thuỷ lợi ở nước ta chưa phát triển thì lúa chỉ có hai vụ trong một năm. Do hệ thống thuỷ lợi phát triển hơn trước nên thu hoạch trên 1 ha đã đạt tới 60-80 triệu đồng, trong khi nếu trồng lúa 2 vụ chỉ đạt trên dưới 10 triệu đồng.
Hiện nay do có sự quan tâm đầu tư một cách thích đáng của Đảng và Nhà nước từ đó tạo 8 cho ngành thuỷ lợi có sự phát triển đáng kể và góp phần vào vấn đề xoá đói giảm nghèo, đồng thời cũng tạo ra một lượng lúa xuất khẩu lớn và hiện nay nước ta đang đứng hàng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo…Ngoài ra, nhờ có hệ thống thuỷ lợi cũng góp phần vào việc chống hiện tượng sa mạc hoá. Tăng năng xuất cây trồng, tạo điều kiện thay đổi cơ cấu nông nghiệp, giống loài cây trồng, vật nuôi, làm tăng giá trị tổng sản lượng của khu vực. Cải thiện chất lượng môi trường và điều kiện sống của nhân dân nhất là những vùng khó khăn về nguồn nước, tạo ra cảnh quan mới. Thúc đẩy sự phát triển của các ngành khác như công nghiệp, thuỷ sản, du lịch.
Tạo công ăn việc làm, góp phần nâng cao thu nhập cho nhân dân, giải quyết nhiều vấn đề xã hội, khu vực do thiếu việc làm, do thu nhập thấp. Từ đó góp phần nâng cao đời sống của nhân dân cũng như góp phần ổn định về kinh tế và chính trị trong cả nước. Thuỷ lợi góp phần vào việc chống lũ lụt do xây dựng các công trình đê điều, tràn phân lũ chậm lũ. từ đó bảo vệ cuộc sống bình yên của nhân dân và tạo điều kiện thuận lợi cho họ tăng gia sản xuất.
Tóm lại thuỷ lợi có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của nhân dân nó góp phần vào việc ổn định kinh tế và chính trịtuy nó không mang lại lợi nhuận một cách trực tiếp nhưng nó cũng mang lại những nguồn lợi gián tiếp như việc phát triển ngành này thì kéo theo rất nhiều ngành khác phát triển theo. Từ đó tạo điều kiện cho nền kinh tế phát triển và góp phần vào việc đẩy mạnh công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.2 Những ảnh hưởng tiêu cực Mất đất do sự chiếm chỗ của hệ thống công trình, kênh mương hoặc do ngập úng khi xây dựng hồ chứa, đập dâng lên.